摘 要 随着科学技术的快速发展，我国在全国范围内对中波台推广的力度也越来越大，传统的电子管调制功放电路已经不能满足人们的需求，取而代之的是大功率MOSFET场效应管。在日常工作中，人们需要应用较高的功率、电流，长此以往对模块造成的损坏较为常见，这需要相关的技术工作人员了解大功率MOSFET场效应管的设计原理和应用方法来解决存在的诸多问题。文章对大功率MOSFET场效应管在DX中波发射机中的相关应用，旨在为我国的中波发射技术作出贡献。
关键词 MOSFET场效应管；中波发射机；应用
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0112-02
随着我国在中波发射技术不断革新与发展，场效应管逐步引入到DX中波发射机中。所谓的场效应管就是指金属氧化物合成半导体的场效应晶体管，这种长效应晶体管的优势就在于：它能够使发射机效率大幅度提高，因为使用了场效应管后，整个射频功率放大器能在开关的状态下继续工作。场效应管的应用改良了发射机的性能，使发射机的射频功率放大器在低压范围内照常工作，这稳定了DX中波发射机的运行。将场效应管应用到DX中波发射机后，除了可以调高发动机工作效率，稳定设备运行外，还能降低成本，因为原油的技术需要极其昂贵的维修费，如果能够科学、合理的将场效应管应用到DX中波发射机上，就可以减少成本，节省预算。因此本文将探讨如何科学、有效地将场效应管应用到DX中波发射器中以及其日后的维护。
1 MOSFET场效应管
1.1 MOSFET场效应管的结构
MOSFET场效应管将一块浓度较低的硅片作为衬底，在该区域应用扩散工艺的方法，得到两个具有较高掺杂的N型区域，并从此处引出两个极源：源极S和漏极D.在P型硅的上方制作一层薄薄的二氧化硅绝缘层，对P型硅进行有效的保护，在生成的二氧化硅上在喷洒一层铝粉，得到栅极G，此时的场效应管的各极均处于绝缘状态，所以人们称之为绝缘场效应管。MOSFET场效应管在实际的应用过程中栅源之间是正向的GS之间的电压，漏源之间是正向的DS之间的电压[1]。
1.2 MOSFET场效应管的工作原理
1.2.1 当GS之间电压为0时
源极和漏极之间没有导电的沟道，漏极的电流此时也为0，这是由于漏极和衬底与源极之间形成了两个串联的电路，当GS之间加正向电压时，漏极和衬底之间的因方向电路而停止[2]。
1.2.2 当GS之间电压大于0时
衬底和栅极之间形成了一个垂直的半导体电场。这个电场可以排斥P型衬底的空穴使电子吸引到表层，当GS之间的电压增大到一定的伏特值时，绝缘体和P衬底的交界处会积累许多的电子，形成了一个N型的薄层，人们称之为反型层。在反型层和漏极之间会有一个导电的沟道，在此处添加电压后，会有电流流过。所以，漏极电流对应的栅源电压，为此路径的开启电压[3]。
1.2.3 当GS之间电压大于GS（TH）时
GS之间电压增大、电场增强、流经的沟道变宽、沟道的电阻降低、电流增大；反之，GS之间电压减少、电场变弱、流经的沟道变窄、沟道的电阻升高、电流降低。所以，要改变GS之间的电压，就要对沟道里的电阻进行有效的控制，进而对D处的电流进行控制，这样控制了栅源的电压就控制了漏极的电流，导电的性能是会随着GS之间的电压增强而增强的，也被称之为增强型电压[4]。
2 场效应管在中波发射机中的应用
2.1 结型场效应管在射频源板晶振电路中的应用
众所周知，DX中波发射机射频源板上所使用的电路是4倍载波晶振电路。4倍载波晶振电路是典型的结型场效应管结构，主要包括两个主要成分：一是J309 JFET放大器，它是一种通过共漏方式连接而成的放大器[5]；二是栅极电阻，这种栅极电阻能够和电感存在的晶体组建成为栅极直流的电路。这样就能够为放大器气功足够的高阻抗结构。使用这种电路的好处在于，在运行的过程中，不需要人为、特意的预热机器，也就是在使用前无需人工手动设置机器的特定恒温。由于其具备高极高的频率稳定性，这款机器运行良好、维修简易[6]。
2.2 MOSFET场效应管在射频放大器上的应用
美国的HARRIS公司在生产DX中波发射器是以增大高射频信号放大倍数为目的的，应用了大量的MOSFET机件，其中以放射频率较大的MOSFET场效应管为主要代表，其中两俩之间并行连接，形成了一个桥式放大电路。运用高频变压器对其进行激励驱动，可以降低信号源的内部电阻，使MOSFET场效应管容易被充电，在关闭电路时也极易提供电路的回电，以此来提高MOSFET场效应管的开关速度，有效的降低了电路断电时损耗的功率，使电路的温度降低，保证了MOSFET场效应管可以进行长期的使用。在使用变压器做驱动的时候，可以将四个管子进行并联输送，充分的利用MOSFET场效应管对电路电阻的正温度系数的影响，使并联工作的功率得到扩大。DX中波发射机最高的功率为2400 kW，可以通用这些微小的场效应管得以实现，这是发射机史上的重要贡献[7]，同时也是MOSFET场效应管较为典型的应用。MOSFET场效应管的做工极其精细，出厂后产品的编号刻在MOSFET场效应管的正面。
2.3 MOSFET场效应管在伺服控制板上的应用
DX中波发射机的合成器伺服控制平面上需要运用驱动电路进行调谐。其中最大的工作电压为100 V，放大前极的脉宽调制器将自信号直接进行驱动，以达到改变传输容量的效果。另外，调再驱动的电路与此不尽一致，二者对合成器并机起到阻抗匹配的重要作用。
2.4 MOSFET场效应管在整流柜放电回路的应用
DX中波机的单个整流柜中的主整功的电压不是很高，为250V。主整流电容与其他电容分散通过并联的形式组成电路，每个电容都相应的分担了电阻，但是其总体的电容依然很大。在实际的生产生活中，考虑到电路的安全问题，如果系统关机后不能进行有效的泻放，尤其是在处理故障时，为维护的工作人员带来了巨大的安全隐患。所以，在实际生产中会采用放电电路，主要将4个IRFP360功率MOSFET场效应管与13、14、15、16号电阻串联组成，在发射机工作的时候，互相不导通；在发射机关机后，电源的控制板会将电压加到每一个场效应管上，此时MOSFET场效应管完全开通，主整与驱动级电源储存的电能全部的倾泻在这四个电阻上，对设备进行了有效的保护，同时保证了工作人员的人身安全，使工作正常的进行。
HARRIS公司在设计该路径之初就以100瓦10欧姆的13、14、15、16号电阻为放电电阻，在实际生产、应用过程中常常会出现烧毁电阻、360管损坏的现象。为了杜绝此类事件的再次发生，保证正常的生产应用顺利进行，HARRIS公司及时的进行设计调整，将100瓦10欧姆的放电电阻全部替换成250瓦40欧姆，此后再无此类不良事件的发生。
3 结论
综上所述，将场效应管引入DX中波发射机后，不但提高了发设计的工作效率，稳定了机器的性能，还节省了大量成本，可以确定这一技术引入到DX中波发射机中是百利而无一害的，所以将场效应管引入到DX中波发射机是势在必行。然而，引入后的维修工作是必不可少的，在维修的过程中，一定要根据相关规定科学的操作，做到不放过任何一个细节，准确无误的完成相关操作，只有这样才能达到预期的效果。
参考文献
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